数据中心能耗等于三峡年发电量?

南方能源观察 2020-09-17 18:05


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eo记者|周慧之

编辑|冯洁


数据中心与特高压同为“新基建”时代的重要技术底座,双方的强关联性以及协同的方式,正在从技术层面“出圈”,引发跨行业探讨。


“从2018年到2020年,能源行业对数据中心用电量占全社会用电量比重的预期,从5%下调至4%,又进一步调整至3%。”9月16日,在数据中心绿色能源技术联盟举办的“新基建 新能源”主题研讨上,中国能源建设集团广东电力设计研究院副总经理梁汉东给出了一个数字。


外界通常评价数据中心耗电量相当于三峡水电站的年发电量,数据中心因此被贴上“吞能兽”标签。在上述会议上,多位专家指出,目前中国数据中心用电量占全社会用电量比重被高估了。


梁汉东表示,从近三年预测的变化,可以看到能源行业对数据中心的能耗情况没有太多底。能源行业迫切需要知道数据中心行业未来发展趋势,同时数据中心也希望能源行业能提供低成本的绿色能源,双方加强融合是必然走向。



统计口径偏差


能源行业对于数据中心能耗预测的“拿不准”,梁汉东解释,一方面在于不了解PUE(电源使用效率,等于数据中心总能耗/IT设备能耗)值未来随着技术进步能降低多少;另一方面从供电部门的计量数据看,数据中心实际投入运行小时数低于投资统计数据。


据介绍,目前能源行业主要依靠数据中心公布的机架数的投资预测,再加上PUE值进行能耗推算,并没有依靠实时计量数据进行修正。


中国数据中心工作组(CDCC)专家技术组副主任委员曲海峰表示,有关数据中心能耗的一个误区是,外界经常以用掉多少个三峡水电站的发电量来描绘数据中心耗能的突飞猛进,但实际上数据中心用电量远低于这个水平,这很大程度是统计口径造成的。


“如果使用数据中心的规划建设数量或建筑面积,进行能耗增长趋势的反推,会造成较大偏差。一些中西部地区数据中心的充分资源使用率只有30%,即使是最高北上广深数据中心的上架率也不足80%,因而不能以规划建设量或者建筑面积计算。”曲海峰说。


中国电子工程设计院副总工程师钟景华也分析了数据中心耗能被夸大的几种原因。一是以数据中心建筑面积或机柜数量计算,实际运行低于预期;二是直接参考美国数据中心的增长率,而实际情况是,中国全年发电量大于美国,数据中心数量却远落后于美国。


曲海峰和钟景华均表示,最准确的数据中心用电量统计方法是根据服务器数量来计算,原因是数据中心很大部分用电量源于服务器,而服务器每年的出货量是可以被统计的,由此减去服务器的折旧损坏比重,就可以得出数据中心实际运行的服务器数量。


钟景华给出一组对比数据:截至2019年11月,美国本土服务器数量是1700万台,中国服务器数量是1200万台,以400瓦或300瓦功率计算(选取pue为2),美国数据中心年用电量为1191亿度或894亿度,中国数据中心年用电量是841亿度或641亿度,可计算出美国数据中心用电量占全社会用电量为2.8%或2.1%,而中国比重仅为1.2%或0.9%。


相比之下,三峡水电站的年发电量为1200亿度,中国全社会照明年用电量为2000亿度。“数据中心的单点能耗很高,但从全社会用电量来看,数据中心的能耗并不高,但是对数字经济的贡献却很大。”钟景华说。


此前,由中国电子协会发布的《中国绿色数据中心发展报告》(2020年)指出,2019年全国数据中心按照标称功率计算的理论年总用电量约为1000-1200亿千瓦时,实际发生的年总用电量在600亿千瓦时左右。



亟待跨界协同


对于数据中心与电力系统的强相关性,曲海峰打了一个比方,电网是数据中心的母体,变电站是数据中心脐带,数据中心行业需要对电力系统有完整的了解。梁汉东也表示,从2018年开始就和业内专家达成共识,能源行业与数据中心行业需要加强协同。


不过从实际推进情况来看,数据中心与能源行业的协同性还远远不够。


CDCC专家技术组专家委员罗志刚在会议上提到,数据中心行业对于电力系统运行特点不了解,电力行业对于数据中心特性的理解也不够清晰。


梁汉东进一步谈到,数据中心以工商业用电身份报装后,与工业视角的满负荷运转不同,数据中心的实际运行情况,长期处于低负荷且远低于报装的负荷水平,但是电力配套建设一旦完成,成本需要全社会来承担,由此造成电力部门对于下一步如何支持数据中心存在困惑。


行业间彼此缺乏了解,外加建设周期的差异,一旦规划和衔接性上存在严重不匹配,短期内数据中心的用电量增长可能会对电网供应造成巨大冲击。通常来说,变电站等电力配套设施从规划、选址到建成需要2-3年时间,数据中心从图纸到落成在一年内即可完成。


“长周期和短周期的匹配很难,而且大家的用能语言不同。”曲海峰评价道,“新基建”时代是数据中心与能源电力行业系统增进协同的契机,双方都涉及用地、路由站址建设等规划问题,城市及周边的数据中心应当与电源点、电力通道的规划建设相结合。


集成5G基站、数据中心、储能站、变电站、充电站等不同功能的“多站融合”建设,已是电力企业正在做的,这将是实现数据中心与电力规划的有效协同的一种重要尝试。


有专家指出,目前数据中心建设存在一个误区,即认为数据中心的建设等级越高越好。事实上,不是所有数据中心都需要最高等级的可靠性,而是要选择适当的等级。备份性质的数据中心对于可靠性的要求可以降低下来,否则短期内会给供电部门造成很大压力。


上述多位专家建议,数据中心行业需要降低对电网高可靠性的依赖,并密切跟进能源技术的发展,结合并探索分布式能源、新能源、LNG冷能等技术对数据中心供能的可行性,这将为今后数据中心降低电费成本赢得空间。


本文作者为eo记者周慧之,微信号为:backtohuizhi,欢迎添加更多交流。

 

 


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